מבוא לסימולציות: מערכות בקרה

Παρουσίαση με θέμα: "מבוא לסימולציות: מערכות בקרה"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 מבוא לסימולציות: מערכות בקרה

2 מערכות בקרה בחוג סגור  2 משתנים (או יותר) המשפיעים זה על זה במעגל.
דוגמא: בקרה על אורך שריר – רפלקס המתיחה (stretch reflex) מוטונוירונים (אלמנט מבקר) כישור השריר (הסנסור) +  אורך שריר (אלמנט מבוקר)

3 בקרה על אורך שריר – רפלקס המתיחה
Ia α-motoneuron Spindle (כישור)

4 כישור השריר Muscle spindle המדווח על אורך השריר

5 גמה מוטורנוירונים- השפעה חיצונית למעגל, פקודה היורדת מהקורטקס

6 גמה מוטורנוירונים מאפשרים לכישור השריר להיות רגיש כל הזמן
Ia

7 גמה מוטורנוירונים מאפשרים לכישור השריר להיות רגיש כל הזמן
Ia

8 המעגל המלא – תאור סכמטי השפעות חיצוניות קבועות על המערכת

9 רפלקס המתיחה כמערכת בקרה
מוטונוירונים (אלמנט מבקר) עומס γ מוטונוירונים כישור השריר (הסנסור) +  אורך שריר (אלמנט מבוקר)

10 כיצד מתארים מעגל משוב? שלב א': ניתוח המערכת במצב של מעגל פתוח
(על ידי ניתוק הלולאה) מוטונוירונים אלמנט מבקר אורך שריר אלמנט מבוקר

11 ניתוק הלולאה +

12 עקומת מצב יציב (steady state)
מוטונוירונים  אורך שריר

13 עקומת מצב יציב (steady state)
מוטונוירונים  אורך שריר

14 התכנסות לעקומת המצב היציב (כפונקציה של הזמן)
קצב ירי של mn α אורך השריר מהירות תגובה time

15 עקומת מצב יציב (steady state)
מוטונוירונים + אורך שריר

16 עקומת מצב יציב (steady state)
מוטונוירונים + אורך שריר

17 התכנסות לעקומת המצב היציב (כפונקציה של הזמן)
מהירות תגובה קצב ירי של mn α השהיה אורך השריר time

18 מעגל משוב שלילי (המעגל הסגור)
מוטונוירונים +  אורך שריר השריר מתקצר פעילות המוטונוירונים השריר מתארך ... השריר מתארך פעילות המוטונוירונים ... ולאן נגיע?

19 ניזכר בעקומות המצב היציב
Muscle  αMN αMN  Muscle

20 "מלבישים" את שני הגרפים זה על זה (שימו לב לצירים!).
נקודת העבודה αMN  Muscle Muscle  αMN

21 מה קורה כשיש הפרעה זמנית, למשל השריר נעשה ארוך יותר?
αMN  Muscle Muscle  αMN

22 אפשרות א' - אוסצילציות

23 אפשרות ב' – חזרה לנקודת העבודה (המערכת יציבה)

24 מה קורה כשיש הפרעה קבועה במערכת? למשל לקחנו מהספרייה 10ספרים ← load ↑

25 העקומה של αMN  Muscle משתנה מקבלים נקודת עבודה חדשה
Muscle  αMN

26 ... אבל דבר ראשון - השריר מתארך
αMNMuscle ישן αMNMuscle חדש Muscle  αMN

27 ואז: אפשרות א' - אוסצילציות

28 אפשרות ב' – חזרה לנקודת העבודה (המערכת יציבה)

29 מתי מערכת משוב תהיה יציבה?

30 שגיאה, תיקון, והגבר ההגבר תלוי בשיפוע של עקומות המצב היציב תיקון שגיאה
αMNMuscle ישן αMNMuscle חדש Muscle  αMN תיקון שגיאה ההגבר תלוי בשיפוע של עקומות המצב היציב

31 מתי מערכת משוב תהיה יציבה?
הגבר כאשר הגבר קטן מ-1, המערכת תמיד יציבה מערכות עם הגבר גדול מ-1 יכולות להיות יציבות או לא

32 מתי מערכת משוב תהיה יציבה?
הגבר < 1, או: השהיות (קצרות) מהירות תגובה (איטית) מהירות תגובה קצב ירי של mn α השהיה time אורך השריר